JPH0234159A - 腎臓結石破壊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術的分野 本発明は腎臓結石のごとき種々の結石の破壊装置、特に
その照準装置に関するものである。

発明の背景 腎臓結石、および膀胱や尿管に自然に生ずる結石は一般
に激痛を半い、苦痛軽減のために外科的処置が必要な場
合が多い。膀胱や尿管中の結石は一般に比較的容易に切
除または破壊できるが、腎臓からの結石除去は大規模な
手術を要する。

腎臓結石の除去のために、非常に大きい跡を残す手術を
行わなければならない。すなわち、肉体を大きく切開し
なければならない。この手術では、腎臓を肉体から実質
的に分離して切開する。次いで結石を除去し、腎臓を縫
合し、肉体中に戻し、肉体の切傷を縫合する。病状の回
復のために一般に約６か月を要する。

尿酸結石の場合には、身体内部にメスや機器を入れない
非侵入治療法（ｎｏｎ−ｉｎｖａｍｉｖ＊　ｔｈ＠ｒａ
ｐｙ）として化学治療法を行うことができる。この治療
法では、尿をアルカリ性にするのである。これによって
結石は実質的に長い期間の間に徐々に溶解するから、患
者の容態が急に悪化する前に全快することが多い。しか
しながら、患者の容態が急に悪くなった後に診断を受け
て結石が発見され、しかも外科的手術が直ちに実施でき
ない場合も少なくない。他の種類の結石を化学的に溶解
させる試みも行われているが、未だ成功していない。

患者の身体を切開せずに膀胱から結石を除去する方法は
公知である。第１番目の公知方法は、必要な器具を尿道
から挿入して行うもので、したがってこれは侵入的方法
でおる。尿管および腎臓の結石に相関的接近操作（ｅｏ
ｒｒ＠１ａｒｙ　ａｐｐｒｏａｃｈ　）を行って結石を
破壊する方法は、経皮接近法として公知である。

腎臓内の管の集合区域である腎孟に、針を外部から皮膚
を貫いて挿入する。この針は中空針である。この中空針
を通じて案内針を腎臓に挿入する。次いで中空針を除去
し、案内針に涜って細管を挿入し、この操作を連続的に
行って細管の径を段々に大きくする。そして直径？簡の
細管を残す。この細管を通じて内祝装置および結石破砕
装置を挿入して、結石を破砕または破壊する。この接近
方法もまた侵入的方法であシ、患者に傷跡が残る。

前記の経皮接近法および尿道挿入法の両者において、電
気水力学的イン／４’ルスが利用できる。高エネルギー
コンデンサーを放電させて流体力学的な波を生成させ、
接触した結石を破壊する。前記の両者の方法では電極を
結石に近接させなければならない。また、火花発生電極
を肉眼で確認する丸めに、光学望遠鏡を備えた膀胱鏡が
使用される。

別の技術では、膀胱結石の破壊のために約２７ｋＨｚ程
度の超音波が使用される。光学装置および超音波コンバ
ータは鋼製の中空針に担持され、この中空針が尿道に挿
入される。高周波電気エネルギーは超音波コンバータに
よって機械的エネルギーに変換されるが、超音波コンバ
ータを担持した中空針は膀胱結石に接触させなければな
らない。

従来の技術に従って電気水力学的インパルスや超音波に
よって膀胱結石の破壊を行う場合には、その両方の場合
において、エネルギー源を結石に近接させるかまたは物
理的に接触させることが必要であった。このためＫ、い
わゆる体内侵入操作を行うことが必要であったが、身体
の切開手術は不必要であった。

非侵入的操作によって腎臓結石を体内で破壊または崩壊
させる装置が開発され、その具体例が米国特許第３．り
≠シｊ３７号（ホフ等）および第’Ａ、３／／、／≠７
号（ハウスラー）に開示されている。

これらの米国特許のうちの最初のものは既に実施されて
おり、その−例として西独のドルニール、システム社か
ら市販されている装置があげられる。

ドルニール　システム社の装置の若干は米国で現在使用
されている。これはかなり大型の装置である。なぜなら
ば患者が浴槽に入って、顔を上方に向けてうずくまるこ
とが必須条件であるからである。患者を動かして結石の
位置を決めるときに２次元Ｘ線装置が使用される。この
結石破壊装置は水面下に火花間隙放電壓衝撃波発生器を
備え、この発生器を患者の身体の外側に配置し、かつ、
この発生器が楕円体形レフレクタの第１焦点に位置する
ようにする。２次元Ｘ線技術を利用する照準機構を用い
、浴槽中の患者を適宜回転させて、楕円体形レフレクタ
の第２焦点に結石が位置するようにする。Ｘ線が使用さ
れるから、放射線に対して不透明な結石の位置のみが探
知できる。次いで衝撃波を発生させ、水浴および患者の
身体を透過させてそのエネルギーを腎臓結石に集中させ
る。

この大形の結石破壊装置を置くために、床面積≠Ｏｍ２
、高さ３個の部屋が必要である。この装置の基台の寸法
は乙ｍＸ／ｍである。この装置の価格は、インフレーシ
ョンに伴って上昇することもあり得るが大体２００万ド
ル程度であって、さらにまた、装置の費用の約ｉｏｓ程
度の費用が維持費用（契約料金）として毎年必要である
。この契約料金は、装置の操作時に立合うべき技術者の
費用を含む。尿管閉塞患者にはこの治療法は禁忌である
。なぜならば破壊された物質を尿管内を通過させなけれ
ばならないからである。放射線に対して透明または半透
明である結石はうまく除去できない。なぜならばこのよ
うな結石はＸｌｆＭ技術で探知し難いからである。外部
からの衝撃波は正確に照準しで照射することが重要であ
る。なぜならば、衝撃波の焦点が体内の空気またはがス
存在個所である場合には、そこにエネルギーが集中的に
照射されて界面の組織が損傷することがあり得るからで
ある。

前記の装置と物理的に同様な装置であるが、水槽に患者
を入れずに治療できるよ５な改良装置の開発のために種
々の研究が行われた。このような改良装置の一例が米国
特許第うＪ″３１９’ｆ　９号（フォースマン）に開示
されている。この米国特許に記載の装置では、液をみた
した緩衝部すなわちクツション部を介して患者の身体に
組合わせる楕円体形レフレクタが使用される。患者の身
体の反対側の側部にエネルギー吸収・反射体を置く。３
次元Ｘ線照準技術を利用して照準操作を行う。

米国特許出願第６６６，７７０号（ウィリアム、Ｒ。

ジエン；クリストファ、ノヮッキおよびアルフレンド、
Ｇ、プリソノ；出願日／りｆ４を年１０月３７日；発明
の名称「腎臓結石破壊装置」）等には、照準操作のため
に超音波を利用する方法が開示されている。Ｘ線利用照
準技術の進歩のために最近ではあまり利用されていなか
った超音波利用照準技術の改善に関する初期の研究の結
果は、シャウシ−編「エキストラコーボレアル、ショッ
ク、ウェーブ、リットリゾシイ」（英名）、［ヘルール
ングスフライエ、二−レンシュタインツエルトルンメル
ング、ゾルヒ、エキストラコルポレアル、エルツオイク
ト、フオクシールテ、シートロスウェーレフ４１名）、
（ｒパイトラーグ、ツール、ウロｉｌ’−Ｊ第、２巻；
カルが−パーゼル、／’１１０年、ｌ５ＢＮ−Ｊ　−１
０！ｒ！−／り０／Ｘ、翻訳権所有者Ｓ。

カルが−ＡＧ　（スイス国バーゼル、私書箱ＣＨ４００
り）／りに２年〕に記載されている。なお、この書籍の
独国版はアウグスプルグＤ−１０００のエルンスト、キ
ーゼル社から出版されでいる（　ｌ５ＢＮ−３−１０！
ｊ−３；−３６２０−１ｒ、１２ｒ／３２１）。コノ書
籍の第１頁−第１／２頁、特に第３ｇ頁−第３り頁およ
び第、２ｒ図を参照されたい。シャウシ−の書籍には、
楕円体形レフレクタの構造の中に超音波トランスデユー
サを固定し、水槽を介して火花間隙構成部を、腎臓結石
を有する患者に組合わせて作動させることが開示されて
いる。しかしシャウシ−は、Ｘ線を用いる照準操作の結
果が良いので、超音波を用いる照準操作の研究を断念し
たように思われる。

発明の目的および構成 本発明の目的は、体外からのｆ臓結石破壊装置に使用さ
れる照準装置を提供することである。これは３次元超音
波利用照準装置であって、コンピュータを介して駆動機
構に接続され、この駆動機構によって楕円体形レフレク
タを所定の位置に移動させ、すなわち、レフレクタの第
２焦点が、破壊すべき腎臓結石に位置するようにレフレ
クタを移動させ、一方、衝撃波発生用の火花間隙はレフ
レクタの第１焦点に位置させる。

本発明の照準装置は超音波映像化技術を利用するもので
ある。この技術では反射モードで超音波のエネルギーを
・焦点に染め、そこから得られた清報を利用し・て映像
を形成する。用語「反射モード」は、超音波のエネルギ
ーを７つのトランスデューサーから送り出し、そしてそ
の反射超音波を同じトランスデユーサに戻すか、または
互いに近接して配置された２つのトランスデユーサを用
いて同様な操作を行うことを意味する。この超音波のエ
ネルギーは、特定の周波数の非常に短いパルス（Ｔ＜Ｊ
ｕＳ）の形で送り出される。すなわち、このパルスの形
のエネルギーはｌ・ランスデューザから出て体内の組織
に到達する。超音波のエネルギーが、音波インピーダン
スの異なる２種の物質の境界部に達したときに、超音波
のエネルギーの一部はそこで反射されて、元の・マルス
の方向に戻る。

このエネルギーがトランスデユーサに到達したときにこ
れが検出され、さらにまた、このエネルギーが出力され
て戻るまでの所要時間が算出される。

体内の組織内での超音波の速度は比較的一定であるので
、反射面までの距離が算出できる。エネルギーの一部は
この反射面すなわち境界部で反射されずにそのｉｔａ行
し、そしてこの残部のエネルギーは一層深い組織の境界
部で反射されるであろう。この技術によって所要情報の
すべてが得らハ１、すなわち、超音波進行面における組
織の映像を形成させるのに必要な、方向および距離に関
する清報が得られる。

西独のドルニール社製の腎臓結石破壊装置に使用される
照準装置では、超音波でなくＸ線が用いられる。Ｘ線を
使用する照準装置の操作は、反射モードでなく透過モー
ドで実施される。透過モー・ドでは患者の片側にＸ線発
生装置を置き、その反対側に検出装置を置く。Ｘ線は患
者の体内を造遇し、Ｘ線のエネルギーの一部は体内の組
織に吸収される。組織の櫨類が異なると、そのＸｉエネ
ルギー吸収量も異なる。したがって検出装置ｔに入力さ
れるエネルギーの量は、Ｘ線発生装置と検出装置との間
に存在する体内の組織の種類に応じて１種変わるであろ
う。この清報は、平面図の形の映＠全形成させるために
適した情報である。しかしながらこれは透過モードで実
施されるから、閑さに関する情報が得られない。したが
って、結石の位置に関する正確な３次元的清報全得るた
めに、同一平面内で方向が互いに９０度異なる２つのＸ
線系を使用しなければならない。これはドルニール社の
装置に実際に使用されている。Ｘ線照射による照準方法
は、放射線に対して不透明な結石のみに有効な方法であ
る。放射線に透明ないし亜透明の結石の位置は検知でき
ない。

Ｘ線を用いる照準装置および超音波を用いる照準装置の
両者はそれぞれ長所および短所を有する。

Ｘ線を用いる照準技術の大なる長所は、非常に正確であ
りしかも解読し易い情報が得られることである。結石の
映像は１つのＸ線モニタの両者によって肉眼で観察でき
、したがって、必要な操作は、患者の）体を動かして結
石がモニタスクリーン上の所定の位置にくるようにし、
衝撃波の照準を完全に正確に定めることだけである。一
方、Ｘ線を用いる照準技術の欠点は、装置が大形であｐ
かつ高価でおることである。Ｘ線照準装置を用いる結石
破壊装＠（たとえば前記のドルニール社製の装置）の場
合には、病院内に専用治療室を設ける必要があシ、この
装置の設置および維持は病院側にとつて大なる負担とな
る。この装置は非常に高価であるから、その設置は主と
して大病院や結石処理センターのみに限られるであろう
６Ｘ線照準技術の別の欠点は、健康に有害なことが周知
である電離線すなわちイオン化放射線を患者に反覆照射
しなければならないことである。さらにまた、この装置
の操作者もＸ線照射部から隔離された位置で仕事をしな
ければならない。

超音波を用いる照準技術の大なる長所は、電離線を使用
しないから患者に安全であることである。

超音阪利用照準技術の別の長所は、装置が比較的安価で
あり、小形であり、しかも維持が容易であることである
。したがって、超音波照準技術を用いる結石破壊装置は
前記のドルニール社製の装置よりも小形であり、製作費
も一層安く、また、維持費も一層安い。一方、超音波を
用いる照準装置の主な欠点は、これによって得られた映
像がＸ線の映像に比較して鮮明度が劣り、その解読も多
少困難であることである。このことは結石の場合に特に
顕著であって、すなわち、超音波を使用したときには結
石の映像が具合よく形成できない。したがって、この種
の結石破壊装置において、解読し易い超音波映像を形成
するための実用的な映像形成方法を開発しなければなら
ない。

既に述べたように、体内を進行中の超音波のエネルギー
は、音波インピーダンスの異なる２つの組織の境界部に
到達したときに、このエネルギーの一部はそこで反射さ
り、て発信源に戻ｐ、このエネルギーの残部は身体中の
一層深い部分に進行する。反射されたエネルギーの量は
、前記境界部の２種の物質の音波インピーダンスの差に
正比例する。１％Ｆ臓結石の音波インピーダンスはその
周囲の組織の音波インピーダンスと非常に異なる。結石
は２つの境界部を有し、その１つはエネルギーが結石に
入るときの境界部であり、別の７つはエネルギーが結石
から去るときの境界部である。反射されたエネルギーの
割合は前記の音波インピーダンスの差に比例するから、
エネルギーの大部分は組織〜結石境界部で反射される。

このことは、結石を透過し７てその背後の組織沈入るエ
ネルギーの量Ｆｉ極めて少なく、結石の背後からのエコ
ーは戻らないことを意味する。こＡ［よって、Ｂ−走査
像において結石の背後に影が生じ、この影は、操作の容
易な種々の検知方法のいずれかによって検知でき、そし
てこれによって結石自体の位置が検知できる。この結石
は、発信、受信トランスデユーサの方向において影を貫
いてひかれた直線上に存在するであろワ。結石自体の鮮
明な映像は形成されないけれども、結石によって生じた
音波の影（ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｓｈａｄｏｗ　）によっ
て結石の存在が検知できる。

結石の背後に音波の影を形成させるために、Ｂ−走査像
が必要である。Ｂ−走査像は、Ｙ軸上の身体中の深さに
対するＸ軸上の位置を示す映像である。Ｂ−走査像を形
成させるための種々の慣用技術が利用でき、その例には
リニア走査およびセクター走査があげられる。リニア走
査では、−直線に排列された一連のトランスデユーサを
用い５、各トランスデユーサから順々に／ｆルスを発せ
しめるのである。この結果として直角四角形の映像が生
じ、その−辺は距離を表わし、別の一辺は身体中の深さ
を表わす。セクタ走査では７台のトランスデユーサを用
い、ビームを電子的にステアリングし、このステアリン
グは、７つの原点から掃引運動の形で行う。形成された
映像は、薄く切った・やイのような形をしておシ、原点
からの距離によって身体中の深さが算出できる。本発明
においてはセクタ走査が好ましい。これは、トランスデ
ユーサの寸法および形態からみて好適な態様である。

映像形成技術の最近の進歩の一例は、コン・ｆクンド映
＠　（ｃｏｍｐｏｕｎｄ　１ｍｍｇｏ　）として知られ
ているデシタル映像画質向上技術の開発である。この技
術ハ、マイクロコンピュータおよび固体デジタルメモリ
の進歩によって大規模の実施が可能となったａ最近まで
この種の技術の機器の値段が高く、本発明に利用できな
かった。コンパウンド型のＢ−走査映像は、身体内の同
一区域の、２またはそれ以上の個別的Ｂ−走査映像を組
合わせることによって形成できる。各々の個別的映像は
身体中の別の位置から得られたものであって、すなわち
これは、前記と同一区域を別の角度から見た映像である
。これらの画像を組合わせて１つの映像を形成させる。

後者の映像すなわちコン／４’ウンド映像は、既述の個
別的映像の性質のうちの若干を保有している。個別的映
像の性質のうちで、コンパウンド映像に保たれる性質お
よび保たれない性質は、個別的映像の組合わせによって
１つのコンパウンド映像を形成させるときに使用される
数学的方法によって決定される。

コンミ９ウンド型のＢ−走査像の形成のために、各々の
個別的画像は点のマトリックスに分解しなければならな
い。マトリックス中の各々の点は画像上の光の点を表わ
す。マトリックス中の点の数が最終画像の解像度を決定
する。マトリックスの一例を示せば、これはＸ軸上に２
３１１６の点を有し、Ｙ軸上に２ｊ乙個の点を有する。

このことは、個々のＢ−走査像が元の点をＡ　、３−．
６３乙点有することを意味する。これらの光の点の各々
は、デジタルマイクロコンピュータのメモリ中の位置に
記憶された数によって表わされる。各々の数の値は、映
ず家中の各位置の輝度を表わす。個々のＢ−走査像を組
合わせて１つのコンパウンド映像を形成させるために、
各々の個別的映像上の各ビクセルの位置すなわち光の点
の位置をコンピュータで調べ、各映像内のこれらの位置
の各々の数値を用いて、最終映像中の各ピクセルの位置
の値を算出しなければならない。個別的映ｇＪを組合わ
せるために用いられる数学的処理方法は、最終映像によ
って与えられる清報に大なる影響を与えるであろう。周
知の組合わせ方法のうちの３種について説明する。

乙ビーク法 この方法では、コンピュータが個々の個別的映像中の各
ピクセルの位置を調査し、個々の個別的映像中で見出さ
れた最高値を、コンパウンド映像中の該当位置に置くの
である。

ユ平均法 この方法では、コンピコ、−夕が個々の個別的映像中の
各ビクセルの位置を調査し、個々の個別的映像中で見出
された値の平均値を、コンパウンド映像中の該当位置に
置くのである。

３、ミニマム法 この方法では、コンピュータが個々の個別的映像中の各
ビクセルの位置を調査し、櫃々の個別的映像中で見出さ
れた最低値をコン・９ウンド映像中の該当位置に置くの
である。

本発明では、ミニマム法すなわち最低値検知方法が最良
の技術である。なぜならば、ｉ＠々の個別的Ｂ−走査像
に存在する音波の影が最終映像すなわちコン・ぐランド
映像中に確実に保たれるからである。個別的映像の各々
はそれぞれ別々の位置（この位置はトランスデユーサの
位置である）で形成されるから、結石によって形成され
る音波の影は各映像中でそれぞれ別々の角度で存在する
であろう。各々影の全長にわたって線をひいた場合には
、これは結石の中央部を通過するであろう。

コンパウンド映像中の２つまたはそれ以上の影を通る線
をひいたならば、これらの線の交叉点に相当する映像上
の位置が、結石の中央部に相当する。

したがって、この方法によって結石の中央部の位置が正
確に゛決定できる。結石の影が映像上で肉眼によって観
察できない場合でさえ、結石の位置が決定できる。

病院等の施設で前記の技術を毎日行う場合に、その大部
分の業務は、装置内に組込まれたコンピュータを用いて
実施できる。この装置を患者に接続すると、コンピュー
タは自動的に作動し、各トランスデユーサからの信号に
基いてＢ−走査ｇ１を形成し、そしてこれらの映像を組
合わせによって最終走査像を形成する。

このコンパウンド映像中 する。影のパターンが見出された場合には、これらの影
の各々を通る線をひき、これらの１ｉＩを走査像上に重
ねる。操作者はＢ−走査像上に重なった線の交叉点が観
察できる。この観察に基いて、結石破壊操作を行うべき
かどうかを最終的に決定する。或１つのコンパウンド走
査像の中に影のパターンが見出されない場合（（は、ト
ランスデユーサを移動して第２番目の走査像を作成する
。このような走査を、結石の影のパターンが見出される
まで連続的に行う。

影のパターンが見出されたときに、コンピュータはコン
・々ウンドＢ−走査儂上に〕臂ターンを重ねる。したが
って操作者は楕円体形レフレクタの第２焦点に結石の位
置を正確に合わせることができる。操作者は、十字Ｒを
有する匿のデイスプレィを使用できる。操作者は一連の
スイッチを押してコンピュータにレフレクタの移動を指
示し、十字線を有するデイスプレィの中心が、影を通じ
てひかれた線の交点に重なるまでレフレクタを移動させ
る。コンピュータはトランスデユーサおよびレフレクタ
の正確な位置を知っているから、上記の操作によって、
直接にレフレクタの第２焦点の位置を結石に重ねること
ができる。

この装置の火花放電操作は操作者の指令によって開始さ
れる。コンピュータは患者のＥＣＧ　（心電図）、エネ
ルギー発生装置の状態および操作者の制御操作を監視す
る。操作者が火花放電操作の開始乞指示したときに、コ
ンピュータは装置の操作条件を検査し、すべての条件が
制限範囲内にある場合に杜、コンピュータはエネルギー
発生装置の火花放電を、患者のＥＣＧのＲ−波と同期し
て開始させる。この装置は、所定の数の衝撃波が送り出
されてしまうまで火花放電を続ける。操作者はいかなる
ときでも装置の作動を停止させることができる。

好ましい具体例の詳細な記述 第１図に記載の本発明の結石破壊装置について説明する
。この装置は患者（／２）を載せる台（１０）を有する
。患者（／２）を仰向けに寝かせ、背中が台（／Ｑ）に
接するようにする。この患者は、腎臓結石または上部尿
管結石の如き７以上の結石を有すると、前もって診断さ
れた患者である。患者（／２）は台（１０）に背中を接
して横臥し、患者の腎臓の近くの背中の部分に照射を行
うために、この部分に相当する台（１０）の−部は切取
るかまたは除去しておく。照射は患者（１２）の背中に
行うのが好ましい。なぜならばほとんど障害なしに両方
の腎臓に照射が実施できるからである。台（１０）の前
記切取り部の空間にレフレクタ（／≠）を取付け（第２
図）、これｆ：患者の背中と係合させる。レフレクタ（
／μ）に水を入れ、この水をダイアフラムを介して、ま
たは直接に患者の背中に係合させる。後で詳細に説明す
るように、レフレクタ（／り）は可動性であって、その
形は楕円体である。楕円体は、２つの焦点を有する回転
可能な幾何学的形態であるという点で、本発明において
重要な形態である。第１の焦点に火花間隙放電装置（５
ｐａｒｋ　ｇａｐｇｅｎｅｒａｔｏｒ　）　（／　Ｉ、
）　ｔ　置＜。、俄者、（１２．’）の周囲で楕円体状
ｔ／フ１／クタ（／≠）を動か（７て、腎臓結石または
他の結石が楕円体形レフレクタ（／＆）の第２の焦点に
存在するようにする。火花間隙放電装置（／乙）を通じ
て電気コンデンサ・−の放電を行りことによって若干量
の水が蒸発し、かつ、それに相当する衝撃波が生じる。

＠零波の一部はレフレクタ（／ｊ）の壁部によって反射
され、そして別の一部は反射されずに直接に、レフレク
タ中の水の中および患者の体内の組織を通過して腎臓結
石（／ト）に到達する。腎臓結石（／Ｋ）を確実に第２
の焦点に位置させて衝撃波を照射しなければならない。

一方、第２の焦点が患者の体内の不適当な区域（たとえ
ばがスが充満している区域）に存在するときには衝撃波
が患者の肉体に有害な作用を呈することがあシ得るから
、衝撃波の照射位置の正確な照準は臨界条件である。患
者の台（１０）のすぐ近くに器具担持用の基台（２０）
を配置し、これ１直接または間接的に台（１０）に固定
する。基台（２０）に、直立状態の円筒体（２２）ｆｆ
：固定する。円筒体（２２）の頂部には、スリーブ体（
，２グ）を回転自在に取付ける。円筒体（コ２）と回転
可能スリーブ体（、？４ｔ）との間罠、スリーブ体（２
≠）の位置を回転角等で表示し得るセンディング装置を
挿入する。円筒体（２２）は基台（２０）に固定される
。センディング装置の好ましい例には、円筒体（認、ｌ
りの位ｆを基準とし、てスリーブ体（２≠）の位ｆをア
ナログ的に電圧値で示す正確なアナログ表示電位差計が
あげられる。デジタル式すゾルパも使用できるが、この
場合には、後記の如く多数のピボットジヨイントにおい
てモニター操作を行つ必要がある。デシタル式のリゾル
バを使用する場合には、各リゾルバーに７２本の電線を
取付りなければならず、したがってこの場合にはマルチ
プレクサ系を使用するのが有利である。ただし、このた
めに構造がかなり複雑になる。一方、アナログ表示の機
器の場合には、それに固有の問題であるノイズ問題を解
決しなければならない。

スリーブ体（２≠）に、上方に真直ぐにのびるアームす
なわちシャフト（２乙）を固定する。アーム（２乙）の
上端にピボット連結部または関節状連結部（，２，ｒ）
を設け、この連結部（２ｇ）を介してアーム（２乙）に
シャフトまたはアーム（３０）を連結する。ピボット連
結部（２ｆ）は、水平方向の軸の回りにピボット回転し
得るように形成される。ピボット連結部にも、高精度の
アナログ式電位差計を挿入するのが好ましい。アーム（
，２乙）および了−ム（３０）は長形のものであって、
アーム（３０）には、長形アーム（３２）をさらにピボ
ット連結するが、この連結部（３１）は水平方向の軸の
回りにピボット回転し得るものであって、ここにも精密
なアナログ式電位差計が設電できる。第１図および第１
図に記載の如く、アーム（、！ｌ、）およびアーム（３
０）は上方にのびており、一方、アーム（，３，２）は
下方にのびている。アーム（３，２）の下端部にピボッ
ト連結部（３乙）があり、この連結部を介して、比較的
匂いアーム（３ｇ）がアームＣ３，２）に連結され、Ｌ
７かして連結部（３乙）にも精密なアナログ式電位差計
が取付けられる。連結部（３乙）は水平方向の軸の回９
にピボット回転し得るものである。

短かいアーム（３ｇ）の下端にビビッド連結部（グ０）
があり、これは水平方向の軸の回シ例ビデツト回転でき
、この連結部Ｃ４ｔＯ）を介して別の連結部（ヴ２）が
連結される。連結部（４ｔ２）は相互方向の軸の回りに
ピボット回転し得る。連結部（４ｔ０）および連結部（
４Ｚ−２）の両者には、精密なアナログ式電位差計がそ
れぞｋＬ取付けられる。

ビ？ット連結部（１１，，２）に、比較的短く、そして
一般に水平方向にのびるアーム（ｊμ）の中央部が連結
される。アーム（、ｕ　ｇ　）の一端（第１図では右端
）に、水平方向の軸の回りにピボット回転し得るｔｚノ
ット結部（１１を乙）があり、これに超音波トランスデ
ユーサ（１１，、ｒ）が取付けられる。

このトランスデユーサは送信装置とピックアップ送置と
の両者を包含する。アーム（ｌｌ＋）の別の末端部には
、水平方向の軸の回りにピボット回転し得るピぜット連
結部＜ＳＯｉがあｐ、これに比較的短い垂直アーム（ｊ
２）が連結される。アーム（１，りの下端の連結部（，
１１１，）は、水平方向の軸の回りにピボット回転し７
得る。ビ？ット連結部（，５−ゲ）には、超音波トラン
スデユーサ（グｇ）と同様な、別の超音波トランスデユ
ーサ（Ｊ−ｌ、）が連結される。トランスデユーサ（４
？、ｒ）および（３゛乙）の両者は、共通の平面内に配
置される。

連結部（≠乙）、（３；０）およびＢ４ｔ）には、既述
の連接部の場合と同様に、精密なアナログ式電位差計が
配置される。

超音波トランスデユーサ（，４ｔ　ｆ　）および（ｊ乙
）は、医師、看護婦、医療技術者等の操作者によって、
手で操作できる。これらのトランスデユーサはその共通
の平面内に存在するが、これらは、これを担持する部材
の前記の連接構造によって上下左右に移動でき、さら＋
／ｃまた、旋回運動も可能である。この担持用構造体の
全体を、以下では参照番号（ｌ、０）で示す。前記の多
数のアナログ式精密電位差計はアナログ清報を提供し、
これらの情報を集めることによって、超音波トランスデ
ユーサ（／１．ｆｆ）および（，５−ｇ）の位置を正確
に示すアナログ清報が得られる。この情報はレフレクタ
（／り）の位置決定のために利用されるが、これについ
ては、以下の文節で第１図および第２図の参照下に詳細
に説明する。

台（１０）および基台Ｃ，２０）の近くの床の上に電子
制御ユニット（乙、２）を置く。電子制御ユニツ）（１
２）は、少し７傾廚した制御板（乙４ｔ）を有Ｌ、そこ
に種々の制御部材および表示用ラングを配置し、さらに
また、ＥＫＧのビデオ表示スクリーン（乙６）およびグ
ラフ表示スクリーン（１，ｆ）を配置する。もし所望な
らば、筆記等を行うための作業台（７０）を下方に取付
ることかできる。

電子制御ユニット（乙２）の頂部に、ビデオ表示スクリ
ーン（７≠）を備えたモニターテレビジョン（７，２）
１ｒ：置き、そこに、破壊すべき腎臓結石の映像を表示
させる。

第１図は、腎臓結石に照準を合わせるための連接構造の
担持体（乙０）およびトランスデユーサ（ｕ、ｒ）およ
び（，５″≠）のブロック図である。既述の種々のアナ
ログ式梢′ａ電位差計からの情報（すなわち、位置に関
する清報）は、導線（７乙）を経て主コンピユータすな
わち中央処理装置ＣＰＵ（７ｇ）に送られる。主コンピ
ユータＣ７ｆ）には種々の照準制御手段（了θ）が導線
１’、２）を介して接続される。照準制御手段（ｇｏ）
は、導線（了２）を介してトランスデユーサのスイッチ
（ｇ′乙）を作動させるように前記コンピュタヲ制御す
る装置を包含する。トランスデユーサ（４４ｆ）は、ト
ランスデユーサ出力部接続部材（ｇｉｆ　）を介してト
ランスデユーサのスイッチ（了乙）に接続される。ト・
ランスデューサ（ｊ乙）は、トランスデエーサ出力部接
続部材（９０）を介（〜てトランスデユーサのスイッチ
（ｆ乙）に接続される。

導ａ＜♂≠）を通じてＣＰＵによって制御される７つの
トランスデユーサまたは別の７つのトランスデユーサは
、場所（７，２）において超音波映像化装置（り≠）に
接続される。映像化装置（タグ）は導線（り乙）を介し
て走査部の位置に関する情報ｔ−ＣＰＵ　（７ｇ）に与
える。さらにまた映像化装置（９≠）は、ビデオ映像出
力信号音、導線（７♂ンを介してビデオ７＃ジタイデ（
１００＞に提供する。

ヒ−ｙ’：ｔｙ”ゾタイザｃｉｏｏ＞は導線（＃ｌ）、
２）ｔ−通じて信号ｉ　ＣＰＵ　（７ｆ　）　Ｋ送る。

ｅｐＵ（７Ｊ’）は導線（７０≠）を通じて信号をビデ
オデジタイデ（ｉｏｏ＞に送り返す。ビデオ７′ジメイ
デ（１０θ）の出力部は導線（＃）ｇ）ｔ−通じて映像
モニタ（７２）に接続される。したがって、コンピュー
タで画質を高めた腎臓結石の映像がビデオ表示スクリー
ン（７弘）に表示され、操作者（！？）　ｂ＞これを観
察できる。

既述のＥＫＧモニタ（６乙）を適当な導線（ＩＯｆ）で
患者に接続する。この接続に関する詳細な説明は省略す
る。なぜならば、ここ・で使用される電極は、心電計の
接続の際に広く使用されている普通の電極であってよい
からである。ＪＥＫＧモニタからの情報は適当な導線を
介して主コンピユータ（７に）Ｋ入力される。その目的
は患者の安全を確保するためである。腎臓結石だ破壊す
るための衝撃波は、心電波の或特定の部分が出ていると
きだけに照射するようにして、心臓の細動や損傷が全く
起らないようにし、て安全を図る。

コンピュータ（７ｇ）は適当な接続手段を介して映像モ
ニタ（すなわちグラフ表示モニタ）に接続し、操作者（
ｊｇ）が種々の操作条件に関する映像を見られるように
する。インピーダンスニューモグラム袈直（／／４）を
用意し、これを、適当な導線（／／乙）を介して患者に
接続する。インピーダンスニニーモグラム装置（／／乙
）で得られたニューモグラムデータはコンピュータ（／
１７）に送られる。その目的は、腎臓結石の位Ｉｆ（こ
の位置は、支持台を基準として測定する）が患者の呼吸
のときに変わることがあり得るので、これに対処するた
めである。腎臓結石の破壊手術の全所要時間は約／時間
程度であるから、この時間全体にわたって患者の呼吸を
止めることは勿論不可能であり、また、この７時間のう
ちの特定の時間にわたって呼吸を止めることも不可能で
おる。

したがって、呼吸に伴う腎臓結石の位置の変化に関する
清報をコンピューターに入力し、この清報に基いて患者
の下側のレフレクタ（／ｊ）の位置を補正し、レフレク
タ（／≠）の第Ｊ焦点を常に結石（／ト）に合わせるよ
りにする。

火花放電制御装置（／／ど）は手動型の押ゲタン式始動
スイッチと、送るべきノ譬ルスの数のセレクタと、押ボ
タン式の停止スイッチとからなるものであってよい。火
花放電制御装置（／／に）は導線Ｃ１，２０）を介して
コンピュータ（７ｇ）に接続する。

コンピュータ（７に）は適当な導ｍまたは他の接続手段
（１２．２）を介してステップモータ制御回路（／２≠
）Ｋ接続する。ステップモータ制御回路（／２≠）は、
３袷のステップモータ（７，２乙）。

（１２ｇ）およびＣ／３０）の各々に接続される。

これらのモータはそれぞれＸ軸モータ、Ｙ軸モータおよ
び２軸モータを構成するものである。これらのモータは
、支持台（／２７）を基準として決定される所定の位置
に固定される。一方、支持台（１２７）は床上に固定さ
れる。したがって前記モータは、手術台（１０）および
支持台（２０）で決定される所定の位置に固定されるこ
とになる。

これらのモータは個々の導線および共通の導線（１２り
）を介してレフレクタ（／４／、）に接続され、これに
よって、レフレクタ（／ｑ）の位置がコンピュータ（７
ｆ）によって制御できる。

エネルギー発生装置（／Ｊｊ）は実質的に電圧源とコン
デンサからなり、これは光電され、次いで導線（／３≠
）を介して火花間隙（／乙）に放電し、水面下で火花放
電を生ずる。これによって水が蒸発し、衝撃波がレフレ
クタの第１焦点で発生し、そのエネルギーは第２焦点に
存在する腎臓結石に集中し、該腎臓結石を破壊する。エ
ネルイ−発生装置の条件、特にコンデンサーの荷ｔ、Ｊ
ＩＦｉ導線（／３乙）を通じてコンピュータ（７ｇ）に
伝達され、ま九、コンピュータ（７ｆ）からの清報は別
の導線（／３♂）を通じてエネルギー発生ＫＲＣ／３２
）とに伝達され、これＫよって、エネルギー発生装置（
／３．２）の火花放電条件がコンピュータ（７ど）で制
御できるようになっている。

この結石破壊装置の作動態様について説明する。

超音波トランスデユーサ（グど）および（ｊ６）を、そ
の共通の平面内を手動操作で移動させる。

ここに例示されているように、装置をその頂部から操作
することは簡単であり、また、患者の下側または横側か
ら操作することも同様に容易である。

図面には２個のトランスデユーサが示されているけれど
も、直角で交わる２つの共通の平面のうちのいずれかの
中で７つの超音波トランスデユーサの位１ｔを定める操
作を、このトランスデユーサから主コンピユータ（７ｇ
）に連続的に供給される映像をみながら連続的に行うこ
とも可能である。

トランスデユーサの映１象はトランスデユーサスイッチ
（♂乙）を介して超音波映１象形成装置（り１Ｌｔ）に
送られ、そして最終的に映像モニｚ（７，？）Ｋ送られ
る。操作者は映像を見て、腎臓結石（／♂）の所望位置
すなわちゼロ位置（ｚｅｒｏ　ｉｎ　）を知ることがで
きる。超音波映像形成装置（７グ）およびビデオデジタ
イデ＜ｉｏｏ＞からの清報は主コンピユータ（７ｒ）に
送られ、そして、導線（または他の電導手段）（／、？
、２）およびステップモータ制御回路（／コ４’）’ｆ
：経てモータ（／２乙）。

（／Ｊ！ど）およびＣ／３０）に送られ、患者の下側の
レフレクタ（／ｊ）の位置を制御する。これによって、
楕円体形レフレクタ（／り）の第！焦点を結石（／Ｋ）
に合わぜることができる。装置（／／４ｔ）で作られた
インピーダンスニューモグラムはコンピュータ（７ｇ）
に送られ、そ−タ（／、、２４）、（１２に）および（
／３θ）を同時に制御し、患者の呼吸と同調してレフレ
クタを移動させて、第２焦点を常に腎臓結石の位置に保
つ。

この操作は、患者の呼吸に＃５腎臓結石の位置の変化が
ある場合でも常に正確に行われる。

レフレクタを腎臓結石の位置に応じて適切な位置で保ち
、結石を映像モニタ（７，２）で適当なスポットの形で
肉眼で確認した後に、操作者は遠隔操作によって火花放
電制御装置（ｉｉｔ＞を操作できる。火花放電制御装置
（／／♂）は、送るべき／？ルスの敷金決定するための
制御器と、押がタンのような始動スイッチとを有するも
のである。

始動スイッチは、エネルギー発生器（／　３２　）の火
花放電を直ちに開始させるものではない。なぜナラハ、
コンピュータがＥＫＧモニタからの清報を考慮に入れ、
患者の・セルスのノリーンの中の或特定の部分に相当す
る時期だけ火花放電が確実に行われるようにするためで
ある。エネルギー発生装置１ｔＣ／３２）の導線（／３
乙）はコンピュータ（７ｇ）に接続され、エネルギー発
生器ｆｉｔｃ１３２）が完全に充電されるまで、コンピ
ュータ（７Ｋ）はエネルギー発生装置（／３２）の火花
放電全開始させないようになっている。エネルギー発生
装置（／　３．２）が完全に光電され火花放電の開始が
可能な状態になったときに、火花放電制御装置の始動ス
イッチが作動し、ＥＫＧモニタが患者の／４’ルス像中
の適切な位置を指示し、エネルギー発生装置の火花放電
が開始され、すなわち、火花間隙放電装置（／乙）の間
隙において火花放電が起る。

これによって、レフレクタ（／／４ｔ）中の水の蒸発が
火花間隙の近辺で起り、レフレクタ（／４）の第１焦点
において衝撃波が生ずる。衝撃波のエネルギーは水およ
び患者の体内の組織を通過して、第；焦点の位置に一致
する腎臓結石に集中する。

エネルギー発生装置は再び光電され、これによって火花
放電が逐次実施できる。放電条件は、火花放電制御装置
において選択されたパルスの数に左右される。

次いで操作者は映像モニタおよびグラフ表示モニタ全再
び見て腎臓結石の状態を調べる。結石が破壊されてしま
ったときに、この操作はｉＴできる。火花の発生は一般
に連続的に数回行われ、その時間は約／時程度であるが
、それより短かいこともあり得る。腎臓結石または他の
結石の破壊によって、結石は細分されて粉末状になり、
この破壊は一般に７本のチョークの粉砕の場合に似てい
る。結石の破壊の結果として生じた粉末は腎臓または尿
道から尿と一緒に排出される。この排出過程は、通常の
盪より多くの流体を体内に供給することによって促進で
きる。

従来の治療法では、結石自体を腎臓または尿道から排出
嘔せ、または結石が少なくとも無痛の場本発明に係る腎
臓結石破壊装置全使用することによって、この欠点が完
全に克服され、患者に苦痛を与えない。きらにまた、本
発明によれば人体の外科的手術または他の処置は不必要
であり、回復期の長期化は避けられ、細菌感染の危険も
ない。

本ＢＡａ書には本発明の若干の具体例が記載されている
が、これらは単に例示の目的で記載されたものにすぎな
い。当業者には明らかなように、本発明は穫々多様な態
様で実施でき、そしてこれらの態様は、特許請求の範囲
に記載された本発明の技術的範囲内にある限り本発明の
一部を構成することが理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置が医師または操作者によって使
用されるときの状態を示す略式斜視図である。 第２図は、本発明の装置の回路のブロック図である。 １０・・・台；　／　、２・・・患者；／≠・・・レフ
レクタ；／乙・・・火花放電制御装置：／ｆ・・・腎臓
結石；２０・・・基台：コノ・・・円濾形部材；２４ｔ
・・・スリーブ部；２乙、３θ、３．２．３♂、４ｔｐ
およびｊコ・・・アーム：２に、３≠、３乙、≠０昌−
２ｑ乙、よ０および夕ｔ・・・連結部；＜ｚｆおよびｊ
乙・・・超音波トランスデユーサ；ｊｆ・・・操作者；
乙０・・・担持用構造体；乙ノ・・・電子制御ユニット
；乙ｊ・・・制御板；４乙・・・ＥＫＧピダオディスプ
レイのスクリーン；乙ト・・・グラフデイスプレィのス
クリーン；７０・・・机面；７２・・・モニタ；７１・
・・腎臓結石表示用ビデオデイスプレィのスクリーン；
７乙・・・導線；７．ｌ！ｉＦ・・・ＣＰＵ　：　ｆ　
Ｏ・・・照準制御装置；了乙・・・トランスデユーサの
スイッチ；り≠・・・超音波映像形成装置；１００・・
・ビデオデジタイデ；／／Ｋ・・・火花放電制御装置；
７．２≠・・・ステップモータ制御回路；／２乙。 ／、！どおよび／３０・・・ステップモータ；／３２°
゛。 エネルギー発生装置。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）レフレクタを備え、レフレクタは結石を有する患
   者の身体に組合わされ、レフレクタ中に流体媒質が存在
   し、火花間隙構成手段をレフレクタ中に有し、火花間隙
   構成手段には電気エネルギー供給手段が接続され、これ
   によつて、火花間隙構成手段の中で火花放電を行つて流
   体媒質内で衝撃波が生成でき、この衝撃波を結石に集中
   させる目的でレフレクタを移動させるためにモータ駆動
   手段がレフレクタに接続されており、超音波トランスデ
   ューサ手段を有し、結石を超音波の当たる位置に置く目
   的で超音波トランスデューサ手段を手動操作によつて動
   かすために、可動性のトランスデューサ担持手段を設け
   、このトランスデューサ手段の位置を指示するための電
   気信号手段がトランスデューサ手段に接続されており、
   コンピュータを有し、前記の信号手段をコンピュータに
   接続する電気的接続手段を有し、コンピュータをモータ
   駆動手段に接続する電気的接続手段を有し、これによつ
   て、衝撃波を結石に集中させるためにトランスデューサ
   手段の位置に応じてレフレクタの位置が調節でき、電気
   エネルギー供給手段を操作する手段を有し、これによつ
   て、火花間隙構成手段の中で火花放電を行わせて衝撃波
   を生成させ、この衝撃波を結石に集中させて結石を破壊
   するように構成されたことを特徴とする腎臓結石等の種
   種の結石の破壊装置。
2. （２）衝撃波が結石に集中できるような適切な位置にレ
   フレクタが存在するときだけに火花放電を行うために、
   コンピュータとエネルギー供給手段とを接続する手段を
   さらに有する請求項１に記載の結石破壊装置。
3. （３）患者の身体に接続される心電計を備え、心電計と
   コンピュータとを接続する電気的接続手段を有し、患者
   の身体のパルス波の所定の部分が出た時期だけエネルギ
   ー供給手段による火花放電が行われるように構成された
   請求項１に記載の結石破壊装置。
4. （４）患者の身体に接続される心電計を有し、心電計と
   コンピュータとを接続する電気的接続手段を有し、これ
   によつて、患者の身体のパルス波の所定の部分が出た時
   期だけエネルギー供給手段による火花放電が行われるよ
   うに構成された請求項２に記載の結石破壊装置。
5. （５）患者のニューモグラムを得るために患者の身体に
   接続されるニューモグラム装置を有し、ニューモグラム
   装置とコンピュータとを接続する電気的接続手段を有し
   、これによつて、身体の呼吸運動に応じて連続的にレフ
   レクタの位置を移動、調節して衝撃波を結石に絶えず集
   中させるように構成された請求項１に記載の結石破壊装
   置。
6. （６）患者のニューモグラムを得るために患者の身体に
   接続されるニューモグラム装置を有し、ニューモグラム
   装置をコンピュータに接続する電気的接続手段を有し、
   これによつて、身体の呼吸運動に応じて連続的にレフレ
   クタの位置を移動、調節して衝撃波を結石に絶えず集中
   させるように構成された請求項２に記載の結石破壊装置
   。
7. （７）患者の身体に接続される心電計を有し、心電計と
   コンピュータとを接続する電気的接続手段を有し、これ
   によつて、患者の身体のパルス波の所定の部分が出た時
   期だけエネルギー供給手段による火花放電が行われるよ
   うに構成された請求項６に記載の結石破壊装置。
8. （８）トランスデューサ手段が、手動操作によつて２つ
   の別々の位置の各々から結石の方向に向けて指向できる
   ものである請求項１に記載の結石破壊装置。
9. （９）前記の２つの位置が共通の平面内に存在する請求
   項８に記載の結石破壊装置。
10. （１０）トランスデューサ手段が２つのトランスデュー
    サーからなり、その各々が前記の所定の位置のうちのい
    ずれか１つの位置に配置されている請求項８に記載の結
    石破壊装置。
11. （１１）前記の２つの位置が共通の平面内に存在する請
    求項１０に記載の結石破壊装置。
12. （１２）可動性担持手段が、複数のアームと複数のピボ
    ット結合手段を有し、これらのピボット結合手段はそれ
    ぞれ前記のアームを相互に結合する手段であり、そして
    、該ピボット結合手段に既述の電気信号手段が接続され
    ている請求項１に記載の結石破壊装置。
13. （１３）モータ駆動手段が３個のモータからなり、これ
    らはそれぞれレフレクタに接続され、レフレクタをそれ
    ぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿つて移動できるように構
    成された請求項１に記載の結石破壊装置。
14. （１４）モータ駆動手段が３個のモータからなり、これ
    らはそれぞれレフレクタに接続され、レフレクタをそれ
    ぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿つて移動できるように構
    成された請求項１２に記載の結石破壊装置。
15. （１５）モータ駆動手段が３個のモータからなり、これ
    らはそれぞれレフレクタに接続され、レフレクタをそれ
    ぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿つて移動できるように構
    成された請求項２に記載の結石破壊装置。
16. （１６）モータ駆動手段が３個のモータからなり、これ
    らはそれぞれレフレクタに接続され、レフレクタをそれ
    ぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿つて移動できるように構
    成された請求項３に記載の結石破壊装置。
17. （１７）モータ駆動手段が３個のモータからなり、これ
    らはそれぞれレフレクタに接続され、レフレクタをそれ
    ぞれＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿つて移動できるように構
    成された請求項５に記載の結石破壊装置。
18. （１８）患者の身体に接続される心電計を有し、心電計
    とコンピュータとを接続する電気的接続手段を有し、こ
    れによつて、患者の身体のパルス波の所定の部分が出た
    時期だけ火花放電が確実に行われるように構成された請
    求項１７に記載の結石破壊装置。
19. （１９）結石の位置を表示するモニタを有し、さらにま
    た、このモニタをコンピュータおよびトランスデューサ
    手段に接続する電気的接続手段を備えた請求項１に記載
    の結石破壊装置。